Соларно зрачење од црвене до љубичасте таласне дужине експлодира соларну ћелију са довољно енергије за стварање електричне енергије. Али соларне ћелије не реагују на све облике светлости. Таласне дужине у инфрацрвеном спектру имају премало енергије потребне да се потисну електрони у силицијуму соларне ћелије, ефекат који производи електричну струју. Ултраљубичасте таласне дужине имају превише енергије. Ове таласне дужине једноставно стварају топлоту, што може смањити ефикасност ћелије. Соларне ћелије захтевају одређене таласне дужине у светлосном спектру да би произвеле корисне количине електричне енергије.
Анатомија соларне ћелије
Соларна или фотонапонска ћелија је двослојни сендвич од силицијума; један слој, назван Н-тип, садржи трагове елемената попут арсена да би материјал добио негативни електрични набој; други слој, назван П-тип, препун је осталих елемената који дају позитиван набој. Електрично, две стране делују попут терминала батерије; када је повезан на коло, електрична струја тече са позитивне стране, кроз компоненте кола и на негативну страну соларне ћелије. Неке соларне ћелије користе силицијум у кристалном облику; други користе аморфни силицијум сличан стаклу. Кристални силицијум је ефикаснији у претварању светлости, али кошта више од аморфног типа.
Ефекат осветљености
Осветљеност или осветљеност је количина светлости која сија на соларну ћелију. У потпуном мраку, ћелија не производи електричну енергију. Како се повећава количина светлости, тако се повећава и струја ћелије. На одређеном нивоу осветљености, међутим, излаз ћелије достиже ограничење; иза ове тачке, више светлости не даје додатну струју. Спецификације соларне ћелије укључују номинални напон и струју, што је излаз ћелије под директним јаким сунчевим зрацима. Да бисте добили најбоље излазе из соларне ћелије, важно је да се према њој окренете према сунцу што је директније могуће. На пример, инсталатер соларних панела поставиће плочу под углом који хвата већину сунчевих зрака. Угао зависи од тога где се налазите на земљи: што сте северније или јужније од екватора, то је угао стрмији. Неке „фарме“ соларне енергије имају панеле на механизму који се нагиње пратећи свакодневно кретање сунца на небу.
Спектар, таласна дужина и боја
Видљива светлост је део електромагнетног спектра, облика енергије који такође укључује радио таласе, ултраљубичасте и рендгенске зраке. Дугине боје садржане у видљивој светлости представљају различите таласне дужине; таласна дужина црвене боје је, на пример, око 700 нанометара, или милијардитих делова метра, а 400 нанометара је таласна дужина за љубичицу. Соларне ћелије реагују на многе исте таласне дужине које је открило људско око.
Сунчева светлост или вештачка светлост
Соларне ћелије углавном добро раде са природном сунчевом светлошћу, јер се уређаји на соларни погон највише користе на отвореном или у свемиру. Будући да вештачки извори светлости попут жаруља са жарном нити и флуоресцентних сијалица опонашају сунчев спектар, соларне ћелије могу да раде и у затвореном, напајајући мале уређаје попут калкулатора и сатова. Остали вештачки извори попут ласера и неонских лампи имају врло ограничени спектар боја; Сунчеве ћелије можда неће радити тако ефикасно са својом светлошћу.